Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

411
CAPÍTULO 7
7-124 Repita el problema 7-123 para una eficiencia de turbina
de 85 por ciento.
7-125 Entra vapor de agua a una turbina adiabática a 7 MPa,
600 °C y 80 m/s, y sale a 50 kPa, 150 °C y 140 m/s. Si la
producción de potencia de la turbina es de 6 MW, determine
a) el flujo másico de vapor que fluye por la turbina y b) la
eficiencia isentrópica de la turbina.
Respuestas: a) 6.95 kg/s; b) 73.4 por ciento
7-126E Entran gases de combustión a una turbina adiabática
de gas a 1 540 °F y 120 psia, y salen a 60 psia con baja velocidad.
Tratando como aire los gases de combustión y suponiendo
una eficiencia isentrópica de 82 por ciento, determine
la producción de trabajo de la turbina.
Respuesta: 71.7 Btu/lbm
7-127 Se comprime aire de 100 kPa y 20 °C a 700 kPa,
uniforme y adiabáticamente, a razón de 2 kg/s. Determine la
potencia requerida para comprimir este aire si la eficiencia de
compresión isentrópica es 95 por ciento.
7-128 Vapor a 4 MPa y 350 °C se expande en una turbina
adiabática a 120 kPa. ¿Cuál es la eficiencia isentrópica de esta
turbina si el vapor sale como vapor saturado?
4 MPa
350 °C
Turbina
de vapor
120 kPa
vapor sat.
FIGURA P7-128
7-129 Se expande aire de 2 MPa y 327 °C a 100 kPa, en
una turbina adiabática. Determine la eficiencia isentrópica
de esta turbina si el aire escapa a 0 °C.
7-130 Una unidad de refrigeración comprime vapor saturado
de R-134a a 20 °C hasta 1 000 kPa. ¿Cuánta potencia se necesita
para comprimir 0.5 kg/s de R-134a con una eficiencia de
compresor de 85 por ciento? Respuesta: 6.78 kW
7-131 Entra refrigerante-134a a un compresor adiabático
como vapor saturado a 100 kPa, a razón de
0.7 m 3 /min, y sale a una presión de 1 MPa. Si la eficiencia
isentrópica del compresor es de 87 por ciento, determine a) la
temperatura del refrigerante a la salida del compresor y b) la
entrada de potencia, en kW. También muestre el proceso en
un diagrama T-s con respecto a las líneas de saturación.
100 kPa
vapor sat.
1 MPa
Compresor
R-134a
FIGURA P7-131
7-132 Reconsidere el problema 7-131. Usando software
EES (u otro), rehaga el problema incluyendo los
efectos de la energía cinética del flujo suponiendo una relación
de áreas entrada-salida de 1.5 para el compresor, cuando el
diámetro interior del tubo de salida del compresor mide 2 cm.
7-133 Entra aire a un compresor adiabático a 100 kPa y
17 °C a razón de 2.4 m 3 /s, y sale a 257 °C. El compresor tiene
una eficiencia isentrópica de 84 por ciento. Despreciando los
cambios en energías cinética y potencial, determine a) la presión
de salida del aire y b) la potencia necesaria para accionar
el compresor.
7-134 Se comprime aire en un compresor adiabático, de 95
kPa y 27 °C a 600 kPa y 277 °C. Suponiendo calores específicos
variables y despreciando los cambios en energías cinética
y potencial, determine a) la eficiencia isentrópica del compresor
y b) la temperatura de salida del aire si el proceso fuese
reversible. Respuestas: a) 81.9 por ciento; b) 505.5 K
7-135E Entra gas argón a un compresor adiabático a 20 psia
y 90 °F, con una velocidad de 60 pies/s, y sale a 200 psia y
240 pies/s. Si la eficiencia isentrópica del compresor es de 80
por ciento, determine a) la temperatura de salida del argón y
b) la entrada de trabajo al compresor.
7-136E Entra aire a una tobera adiabática a 45 psia y 940 °F
con baja velocidad y sale a 650 pies/s. Si la eficiencia isentrópica
de la tobera es de 85 por ciento, determine la temperatura
y la presión de salida del aire.
7-137E Reconsidere el problema 7-136E. Usando software
EES (u otro), estudie el efecto de la
variación en eficiencia isentrópica de la tobera de 0.8 a 1.0
tanto en la temperatura como en la presión de salida del aire,
y grafique los resultados.
7-138 La tobera de escape de un motor de propulsión
expande adiabáticamente aire de 300 kPa y 180 °C a 100 kPa.
Determine la velocidad del aire a la salida cuando la velocidad
de entrada es baja y la eficiencia isentrópica de la tobera
es de 96 por ciento.
7-139E Un difusor adiabático a la entrada de un motor de
propulsión aumenta la presión del aire, que entra al difusor a
13 psia y 30 °F, a 20 psia. ¿Cuál será la velocidad de aire a la
salida del difusor si la eficiencia isentrópica del difusor es de
82 por ciento y la velocidad de entrada es de 1 000 pies/s?
Respuesta: 606 pies/s